[发明专利]一种核壳结构丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种核壳结构丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用，所述核壳结构丙烯酸酯乳液的壳层聚合物的数均分子量为5‑25万，核层聚合物的数均分子量大于壳层聚合物的数均分子量，所述壳层聚合物和/或核层聚合物带有羟基官能团，制备所述壳层聚合物所用的壳层单体和制备所述核层聚合物所用的核层单体中均包括己内酯改性丙烯酸酯单体。基于本发明的核壳结构丙烯酸酯乳液制得的涂料，不仅VOC低，且其漆膜具有良好的光泽、耐化学品性和抗冲击性能等特点。

技术领域

本发明涉及一种水性涂料领域，特别涉及一种核壳结构丙烯酸酯乳液及其制备和应用，该核壳结构丙烯酸酯乳液特别适用于水性防腐涂料的制备。

背景技术

金属防腐涂料被广泛应用于金属防腐以及装饰，但是目前大多数的金属漆均是溶剂型涂料，其在生产、使用过程中会产生大量VOC，不仅浪费资源、破坏环境，而且对施工人员的身体造成很大的伤害。随着政府对于环境保护的日益关注、人们环保意识的提高，开发和使用水性金属防腐涂料已经成为国内外涂料行业的重点所在。

水性烤漆用丙烯酸酯乳液往往是带有羟基功能基团的乳液，其根据合成工艺的不同分为分散体型和乳液型。其中分散体型乳液，往往是先通过溶液聚合制备带有亲水基团的羟基丙烯酸树脂，再高温中和并用水剪切分散得到。其优点是羟基含量高、成膜光泽高、成膜丰满度高，有优异的耐候、耐化学品性。但是其缺点是生产工艺复杂，分子量低且大多含有一定量的溶剂，成本较高。相比而言，乳液型的羟基丙烯酸酯乳液采用乳液聚合方法，生产工艺简单且成本低，最终产品不含溶剂。但是现有的大多数羟基丙烯酸酯乳液由于其成膜光泽低、丰满度低，耐化学品性低于分散体型乳液，从而限制了其在高要求的工业防护领域的应用。

因此，亟需改进现有的羟基丙烯酸酯乳液，以满足其在更高要求的防护领域内的应用。

发明内容

本发明为改善现有技术中存在的不足，提供一种核壳结构丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用，基于本发明的核壳结构丙烯酸酯乳液制得的涂料，不仅可克服溶剂型涂料VOC高的弊端，且其漆膜具有良好的光泽和抗冲击性能等特点。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种核壳结构丙烯酸酯乳液，所述核壳结构丙烯酸酯乳液的壳层聚合物的数均分子量为5-25万，核层聚合物的数均分子量大于壳层聚合物的数均分子量，所述壳层聚合物和/或核层聚合物带有羟基官能团，制备所述壳层聚合物所用的壳层单体和制备所述核层聚合物所用的核层单体中均包括己内酯改性丙烯酸酯单体。优选的，所述己内酯改性丙烯酸酯单体含有2-4个己内酯重复单元；本申请发明人发现，优选具有2-4个己内酯重复单元的单体，可以获得较佳的反应活性，利于聚合反应的稳定进行，且可赋予产品更佳的抗冲击性能；而如果己内酯重复单元数过多，将造成水相迁移困难，反应活性低，聚合反应不稳定；而己内酯重复单元数过少，则产品性能相对欠佳。优选的，所述己内酯改性丙烯酸酯单体的总用量为所述壳层单体和核层单体总质量的7-20％，优选为10-20％，以获得的较佳的漆膜抗冲击性能和高光泽。所述核层聚合物的数均分子量并无特别限定，只要大于壳层聚合物的数均分子量即可；在本发明的一些优选的具体实施方式中，核层聚合物的数均分子量可以≥50万。

本发明提供的核壳结构丙烯酸酯乳液，将壳层聚合物的数均分子量控制在5-25万，羟基基团不易被包埋；同时搭配己内酯改性丙烯酸酯单体，特别是己内酯重复单元2-4的己内酯改性丙烯酸酯单体，所获得的核壳结构丙烯酸酯乳液，在用于制备氨基烤漆时，其成膜过程中，乳胶粒与乳胶粒、乳胶粒与水性氨基树脂能更好的相互融合，羟基基团与水性氨基树脂能更好的反应，使得最终聚合物膜具有高光泽、高致密性和抗冲击性能。